Ficha Técnica do Fotodiodo PD333-3B/L3 de 5mm - Lente Preta - Alta Sensibilidade - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O PD333-3B/L3 é um fotodiodo PIN de silício de alto desempenho encapsulado num pacote plástico padrão de 5mm de diâmetro. A sua função principal é converter luz incidente, particularmente no espectro infravermelho, numa corrente elétrica. O dispositivo caracteriza-se pelo seu tempo de resposta rápido e alta fotossensibilidade, sendo adequado para aplicações que requerem detecção de luz precisa e rápida. O material da lente de epóxi preta garante sensibilidade óptima à radiação infravermelha, proporcionando também algum grau de filtragem da luz ambiente.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Tempo de Resposta Rápido:Permite a detecção de sinais de luz em rápida mudança, crucial para comunicação e sensoriamento de alta velocidade.
• Alta Sensibilidade Fotoelétrica:Fornece um sinal elétrico forte a partir de baixos níveis de luz, melhorando a relação sinal-ruído.
• Baixa Capacitância de Junção:Contribui para o tempo de resposta rápido e permite operação em frequências mais elevadas.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo, em conformidade com RoHS, REACH da UE e padrões livres de halogéneos (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Encapsulamento Padrão:O formato de 5mm é amplamente utilizado e compatível com hardware de montagem comum.

1.2 Aplicações Alvo

Este fotodiodo foi concebido para uso em vários sistemas eletrónicos onde a detecção de luz fiável é fundamental.

• Fotodetectores de alta velocidade (ex.: em ligações de dados ópticas, codificadores).
• Sistemas de segurança e vigilância (ex.: sensores de interrupção de feixe, detectores de movimento).
• Sistemas de câmara (ex.: para controlo de exposição, fotometria).
• Sensores para automação industrial.
• Eletrónica de consumo com sensoriamento de proximidade ou luz ambiente.

2. Especificações Técnicas e Análise Detalhada

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

Parâmetro	Símbolo	Valor Máximo	Unidade
Tensão Reversa	VR	32	V
Temperatura de Operação	TTopr	-25 a +85	°C
Temperatura de Armazenamento	TTstg	-40 a +100	°C
Temperatura de Soldagem	TTsol	260	260 °C (por tempo limitado)
Dissipação de Potência	PC	150	Pd

Consideração de Projeto:A tensão reversa máxima de 32V proporciona uma boa margem de segurança para circuitos de polarização típicos. A temperatura de soldagem indica compatibilidade com processos padrão de reflow sem chumbo, mas o tempo acima do ponto líquido deve ser controlado.

2.2 Características Eletro-Ópticas (Ta=25°C)

Estes parâmetros definem o desempenho do dispositivo sob condições de teste especificadas.

Parâmetro	Símbolo	Min.	Typ.	Max.	Unidade	Condição de Teste
Largura de Banda Espectral (0.5 responsividade)	λ0.5	840	--	1100	λ	--
Comprimento de Onda de Sensibilidade de Pico	λP	--	940	--	λp	--
Tensão de Circuito Aberto	VOC	--	0.44	--	V	EeVocpmV
Corrente de Curto-Circuito	ISC	--	10	--	Isc	EeμApCorrente de Luz Reversa
IL	IL	10	--	--	μA	EeCorrente de Escuro ReversapIDRnA
Tensão de Ruptura Reversa	ID	--	--	10	VBR	EeVRCapacitância Total
CT	VBR	32	170	--	V	EepFRTempo de Subida / Descida
tr / tf	Ct	--	10	--	ns	EeAnálise Técnica:RA resposta espectral de 840nm a 1100nm, com pico em 940nm, identifica claramente este dispositivo como sensível ao infravermelho. A corrente de luz típica de 10μA a 1mW/cm² de irradiância define a sua sensibilidade. A baixa corrente de escuro (máx. 10nA) é crucial para detetar sinais fracos. O tempo de resposta de 10ns confirma a sua capacidade para aplicações de alta velocidade. A capacitância de junção de 10pF é um fator chave que determina a constante de tempo RC do circuito de detecção.
2.3 Sistema de Classificação (Rank IL)	trOs fotodiodos são classificados ("binned") com base na sua Corrente de Luz Reversa (IL) medida em condições padrão (Ee=1mW/cm², λ=940nm, VR=5V). Isto garante consistência na sensibilidade entre lotes de produção.f	--	10	--	Número da Classificação	VRBIN1LBIN2

BIN3BIN4

IL Mín. (μA)_LIL Máx. (μA)

Implicação no Projeto:_LPara aplicações que requerem correspondência rigorosa de sensibilidade entre múltiplos sensores, pode ser necessário especificar uma classificação particular ou uma mistura para manter a uniformidade do desempenho do sistema._e3. Análise das Curvas de Desempenho_pA ficha técnica fornece várias curvas características que ilustram como os parâmetros-chave variam com as condições de operação._R3.1 Sensibilidade Espectral

A curva de resposta espectral mostra a sensibilidade relativa do dispositivo ao longo dos comprimentos de onda. Tem um pico em 940nm (infravermelho próximo) e resposta significativa entre aproximadamente 840nm e 1100nm. Isto torna-o ideal para uso com LEDs infravermelhos comuns de 850nm ou 940nm. A lente preta ajuda a atenuar a luz visível, reduzindo o ruído de fontes ambientes.	3.2 Dependência da Temperatura	Duas curvas-chave ilustram os efeitos da temperatura:	Corrente de Escuro Reversa vs. Temperatura Ambiente:	A corrente de escuro (ID) aumenta exponencialmente com a temperatura. Esta é uma propriedade fundamental dos semicondutores. Em temperaturas elevadas (ex.: perto da temperatura máxima de operação de 85°C), a corrente de escuro pode tornar-se significativa, potencialmente mascarando sinais ópticos fracos. Os projetistas devem ter isto em conta em ambientes de alta temperatura.
Dissipação de Potência vs. Temperatura Ambiente:LA dissipação de potência máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. Esta curva de derating é essencial para garantir que o dispositivo não sobreaqueça sob a sua própria carga elétrica, embora para fotodiodos que operam principalmente em modo fotovoltaico ou de baixa corrente, isto seja frequentemente menos crítico do que para dispositivos de potência.	10	20	30	40
3.3 Linearidade e Resposta DinâmicaLCorrente de Luz Reversa vs. Irradiância (Ee):	20	30	40	50

Esta curva mostra tipicamente uma relação linear entre a potência da luz incidente e a fotocorrente gerada ao longo de várias décadas. Esta linearidade é uma vantagem chave dos fotodiodos PIN para aplicações de medição de luz.Capacitância Terminal vs. Tensão Reversa:

A capacitância de junção (CT) diminui com o aumento da tensão de polarização reversa. Uma capacitância mais baixa resulta numa constante de tempo RC menor, permitindo uma resposta do circuito mais rápida. Os projetistas podem trocar uma tensão de polarização mais alta (e, portanto, uma corrente de escuro ligeiramente mais alta) por uma velocidade melhorada.

Tempo de Resposta vs. Resistência de Carga:

O tempo de subida/descida (tr/tf) aumenta com uma resistência de carga (RL) maior devido à constante RC maior formada pela capacitância de junção do fotodiodo e pela carga. Para aplicações de alta velocidade, é preferível uma configuração com resistor de carga de baixo valor ou um amplificador de transimpedância.

4. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo utiliza um encapsulamento radial padrão de 5mm de diâmetro. O desenho dimensional especifica o diâmetro do corpo, o espaçamento dos terminais, o diâmetro dos terminais e as dimensões gerais. Uma tolerância típica de ±0.25mm é aplicada, salvo indicação em contrário em dimensões específicas. O encapsulamento é feito de plástico preto (epóxi) com uma lente na parte superior.4.2 Identificação da PolaridadeO cátodo é tipicamente identificado por um terminal mais longo, um ponto plano na borda do encapsulamento ou outra marcação conforme o desenho do pacote. A polaridade correta deve ser observada ao conectar o dispositivo num circuito, com o cátodo conectado à tensão mais positiva quando polarizado reversamente._D5. Diretrizes de Montagem e Manuseio5.1 SoldagemO dispositivo pode suportar uma temperatura de pico de soldagem de 260°C, alinhando-se com perfis de reflow sem chumbo comuns. No entanto, a duração da exposição a temperaturas acima do ponto líquido do soldador deve ser minimizada para evitar tensão térmica no encapsulamento e no chip semicondutor. A soldagem manual com ferro controlado por temperatura também é aceitável, com cuidado para limitar o tempo de aquecimento dos terminais.

5.2 Armazenamento e Manuseio

Os dispositivos devem ser armazenados nas suas embalagens originais de barreira à humidade, num ambiente dentro da faixa de temperatura de armazenamento (-40°C a +100°C) e com baixa humidade. Devem ser observadas as precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) durante o manuseio, pois a junção semicondutora pode ser danificada pela eletricidade estática._e6. Informações de Embalagem e Pedido6.1 Especificações da EmbalagemO formato de embalagem padrão é:200 a 500 peças por saco._t5 sacos por caixa interna.10 caixas por cartão mestre.Esta embalagem a granel é adequada para linhas de montagem automatizadas._r6.2 Informações da Etiqueta_fA etiqueta do produto contém informações-chave para rastreabilidade e identificação:_LP/N:

Número do Produto (ex.: PD333-3B/L3).

CAT:

Classificação de Intensidade Luminosa (corresponde ao Bin IL).

LOT No:

Número do Lote de Fabricação para rastreabilidade.

Informação do código de data.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Configuração do Circuito

Os fotodiodos PIN podem ser usados em dois modos principais:

Modo Fotovoltaico (Polarização Zero):

O díodo não é polarizado externamente. Gera uma tensão e corrente quando iluminado. Este modo oferece corrente de escuro muito baixa e boa linearidade em baixos níveis de luz, mas tem resposta mais lenta devido à maior capacitância de junção.

Modo Fotocondutivo (Polarização Reversa):

É aplicada uma tensão reversa. Isto reduz a capacitância de junção (acelerando a resposta) e alarga a região de depleção (melhorando a eficiência). É o modo preferido para aplicações de alta velocidade e alta linearidade, embora a corrente de escuro seja mais alta.

• 7.2 Eletrônica de Interface
• Para saída de corrente, um amplificador de transimpedância (TIA) é frequentemente usado para converter a pequena corrente do fotodiodo num sinal de tensão utilizável, mantendo um curto-circuito virtual através do díodo (mantendo-o efetivamente em polarização zero). Para saída de tensão em modo fotovoltaico, deve ser usado um amplificador de alta impedância de entrada (ex.: op-amp com entrada JFET ou CMOS) para evitar carregar o sinal.
• 7.3 Considerações Ópticas

Para maximizar o desempenho:

Alinhe a fonte de luz infravermelha ao comprimento de onda de sensibilidade de pico (940nm).

Use filtros ópticos apropriados para bloquear luz ambiente indesejada, especialmente se operar em ambientes com fontes de luz visível fortes.

• Considere a sensibilidade angular do fotodiodo; a lente do encapsulamento tem um ângulo de visão específico.8. Comparação e Diferenciação Técnica
• Comparado com fototransístores, o fotodiodo PIN PD333-3B/L3 oferece:Resposta Mais Rápida:_LOs fotodiodos são inerentemente mais rápidos que os fototransístores devido à ausência de efeitos de armazenamento de carga associados ao ganho do transístor.
• Melhor Linearidade:A fotocorrente é mais linearmente proporcional à intensidade da luz numa gama mais ampla.
• Menor Ruído:

Geralmente tem desempenho de ruído mais baixo, benéfico para detetar sinais fracos.

Sem Ganho Interno:

Fornece apenas ganho unitário (idealmente, um par eletrão-lacuna por fotão), exigindo amplificação externa, enquanto os fototransístores fornecem ganho de corrente interno (beta).A escolha depende da necessidade da aplicação por velocidade/linearidade (fotodiodo) versus alta sensibilidade com circuitaria simples (fototransístor).9. Perguntas Frequentes (FAQs)9.1 Qual é a diferença entre os parâmetros ISC e IL?Corrente de Curto-Circuito (ISC):

Medida com zero volts através do díodo (modo fotovoltaico). Representa a fotocorrente máxima que o dispositivo pode gerar sob uma dada iluminação.

Corrente de Luz Reversa (IL):

Medida com uma tensão de polarização reversa especificada aplicada (modo fotocondutivo). Este é o parâmetro usado para o sistema de classificação e é frequentemente a corrente de operação relevante em circuitos práticos.

9.2 Como seleciono a classificação correta para a minha aplicação?

• Se o seu projeto de circuito tem um ganho fixo e requer um nível de sinal de saída específico para uma dada entrada de luz, escolha uma classificação que forneça a faixa de IL necessária. Para aplicações que usam realimentação ou controlo automático de ganho, uma classificação mais ampla ou qualquer classificação pode ser aceitável. Para matrizes de múltiplos sensores, especificar uma única classificação rigorosa garante uniformidade.
• 9.3 Este sensor pode ser usado para detecção de luz visível?
• Embora tenha alguma sensibilidade residual no espectro vermelho visível (perto de 700nm), a sua resposta é otimizada para o infravermelho próximo (840-1100nm). A lente preta atenua ainda mais a luz visível. Para detecção primária de luz visível, um fotodiodo com lente transparente e um pico espectral na faixa visível (ex.: 550nm para verde) seria mais apropriado.

10. Princípio de Funcionamento

Um fotodiodo PIN é um dispositivo semicondutor com uma região intrínseca (I) larga e levemente dopada, intercalada entre regiões do tipo P e do tipo N. Quando fotões com energia maior que o bandgap do semicondutor são absorvidos na região intrínseca, criam pares eletrão-lacuna. Sob a influência do campo elétrico interno (no modo fotovoltaico) ou de um campo de polarização reversa aplicado (no modo fotocondutivo), estes portadores de carga são separados, gerando uma fotocorrente mensurável que é proporcional à intensidade da luz incidente. A região intrínseca larga permite uma absorção eficiente de fotões e reduz a capacitância de junção, permitindo operação de alta velocidade.

• 11. Tendências da IndústriaO mercado para fotodiodos infravermelhos continua a crescer, impulsionado por aplicações em:
• Automóvel:LiDAR para condução autónoma, sensoriamento de ocupação no habitáculo.
• Eletrónica de Consumo:Sensores de proximidade, reconhecimento facial, monitorização de frequência cardíaca em wearables.
• IoT Industrial:Visão por computador, monitorização de condições, sensoriamento de nível.

Comunicações:

Ligações de dados ópticas de curto alcance (VLC, IRDA).

As tendências incluem maior miniaturização (movendo-se para encapsulamentos à escala de chip), integração com amplificação e processamento de sinal no chip (criando sensores ópticos inteligentes), e melhoria de métricas de desempenho como menor corrente de escuro e maior velocidade para atender às demandas de tecnologias emergentes como o sensoriamento por tempo de voo (ToF)._SCAviso Legal: A informação fornecida neste documento técnico baseia-se na ficha técnica referenciada e destina-se apenas a fins informativos. As especificações estão sujeitas a alterações. Consulte sempre a documentação oficial mais recente para trabalhos de projeto críticos. Os gráficos e valores típicos não representam especificações garantidas. O fabricante não assume qualquer responsabilidade por aplicações que não cumpram os valores máximos absolutos ou as diretrizes de uso adequado._Lparameters?

Short-Circuit Current (I_SC):Measured with zero volts across the diode (photovoltaic mode). It represents the maximum photocurrent the device can generate under given illumination.Reverse Light Current (I_L):Measured with a specified reverse bias voltage applied (photoconductive mode). This is the parameter used for the binning system and is often the relevant operating current in practical circuits.

.2 How do I select the correct bin for my application?

If your circuit design has a fixed gain and requires a specific output signal level for a given light input, choose a bin that provides the necessary I_Lrange. For applications using feedback or automatic gain control, a wider bin or any bin may be acceptable. For multi-sensor arrays, specifying a single tight bin ensures uniformity.

.3 Can this sensor be used for visible light detection?

While it has some residual sensitivity in the visible red spectrum (near 700nm), its response is optimized for near-infrared (840-1100nm). The black lens further attenuates visible light. For primary visible light detection, a photodiode with a clear lens and a spectral peak in the visible range (e.g., 550nm for green) would be more appropriate.

. Operational Principle

A PIN photodiode is a semiconductor device with a wide, lightly doped intrinsic (I) region sandwiched between P-type and N-type regions. When photons with energy greater than the semiconductor's bandgap are absorbed in the intrinsic region, they create electron-hole pairs. Under the influence of the built-in electric field (in photovoltaic mode) or an applied reverse bias field (in photoconductive mode), these charge carriers are swept apart, generating a measurable photocurrent that is proportional to the incident light intensity. The wide intrinsic region allows for efficient photon absorption and reduces junction capacitance, enabling high-speed operation.

. Industry Trends

The market for infrared photodiodes continues to grow, driven by applications in:

• Automotive:LiDAR for autonomous driving, in-cabin occupancy sensing.
• Consumer Electronics:Proximity sensors, facial recognition, heart-rate monitoring in wearables.
• Industrial IoT:Machine vision, condition monitoring, level sensing.
• Communications:Short-range optical data links (VLC, IRDA).

Trends include further miniaturization (moving towards chip-scale packages), integration with on-chip amplification and signal processing (creating smart optical sensors), and improving performance metrics like lower dark current and higher speed to meet the demands of emerging technologies like time-of-flight (ToF) sensing.

Disclaimer: The information provided in this technical document is based on the referenced datasheet and is for informational purposes only. Specifications are subject to change. Always refer to the latest official documentation for critical design work. The graphs and typical values do not represent guaranteed specifications. The manufacturer assumes no liability for applications not adhering to the absolute maximum ratings or proper usage guidelines.